色差評價對于工業(yè)產(chǎn)品的顏色質(zhì)量控制非常重要，而色差公式正是用來評價兩個樣本之間顏色差異的科學(xué)有效的方法，根據(jù)色差公式得到的計算色差大小可以判斷色樣對的顏色差異是否為視覺可接受的。因此，至今已有許多色差公式被提出和應(yīng)用，以期模擬人眼對于顏色差異的感知和判定。那么，色差常用計算公式有哪些？色差范圍多少合格？本文為大家做了介紹。
色差的定義：
色差是指樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品在顏色上的彩度差、明度差和色相差的綜合表現(xiàn)。
本工作中所涉及的色差是指兩個樣品顏色的接近程度。在研究過程中，色差的測量和評價需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，影響色差的因素主要有以下三種。
1.研究過程中的客觀因素
主要是取樣點的選取、不同研究人員對同種色差的判別、所使用的光源以及照明角度，研究室條件以及樣品的自身性質(zhì)等。
2.樣品色差的檢測標(biāo)準(zhǔn)不同
如今工業(yè)和研究機構(gòu)將色差主要分為兩類，一類是可感知色差（perceptible color-difference），主要用于在塑料工業(yè)中對樣品做基本的檢測；另一類是可接受的色差（acceptable color-difference），主要用在實際工業(yè)生產(chǎn)中，對樣品進(jìn)行全面分析。
3.不均勻的顏色空間
實驗研究過程中，只能使顏色空間盡可能的均勻，目前還不存在絕對均勻地顏色空間。因為不同的實驗人員對顏色的色相和亮度的敏感程度不同，所以在進(jìn)行色差的檢測過程中會出現(xiàn)不同程度的誤差。
色差常用計算公式：
1.CIELAB色差公式
CIELAB色差公式是基于近似均勻的三維顏色空間建立的，由直角坐標(biāo)L*、a*、b*構(gòu)成，國際照明委員會推薦使用。該色差公式建立在CIELAB顏色空間之上，L*、a*、b*的值由下式確定：
上式中，X、Y、Z表示被測物體在標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)（CIE1931或 CIE1964）中的三刺激值。Xn、Yn、Zn表示白物體色的三刺激值。
彩度和色調(diào)角的計算公式如式下：
其顏色屬性差異可以用△L*、△a*、△b*、△C*ab和△H*ab表示，總色差使用三維空間中兩種顏色坐標(biāo)之間的歐幾里得距離表示，如下所示：
另外一種使用△L*、△C*ab和△H*ab計算總色差的公式如下所示：
2.CMC（l：c）色差公式
CMC（l：c）色差公式在修正CIELAB色差公式的基礎(chǔ)上，根據(jù)視覺關(guān)系調(diào)整了每個色調(diào)方向的色差橢圓大小和形狀；改善了彩度差變化與明度之間的關(guān)系，使不同彩度的顏色具有不同的色差容限。非彩色區(qū)域附近的橢圓較小，彩度高的橢圓較大，色差容限與彩度的變化成正比。它引入了明度權(quán)重因子l彩度權(quán)重因子c，能夠解決暗色和中性色區(qū)域的色差結(jié)果計算與人眼測量結(jié)果相差較大的問題，適應(yīng)不同的色差需求。
CMC（l:c）公式定義視覺特性為橢圓，橢圓內(nèi)部所表示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)色在視覺特性上表示一致，橢圓外部所表示的顏色則不一樣。用橢圓方程定義的色差公式如下所示：
上式中，△L*、△C*、△H*三個參數(shù)分別代表明度差、彩度差和色相差，下標(biāo)為std的代表標(biāo)準(zhǔn)樣本。SL、SC、SH橢圓的半軸，l是明度權(quán)重因子，c是彩度權(quán)重因子，通過改變l，c因子改變相對橢圓半軸的長度來控制色差范圍，對于可接受色差取l=2，c=1。
由于CMC（1：c）色差公式與人眼視覺特性一致，因此獨立于顏色區(qū)域的“單一閾值”可用于對不同的顏色質(zhì)量控制，為顏色測量和色差評估帶來極大的方便。
3.CIE94色差公式
CIE94色差公式是基于CIELAB色差公式提出的一個色差公式。該公式規(guī)定了一些默認(rèn)參考條件，如照明需采用CIE標(biāo)準(zhǔn)照明體D65、樣品色差幅度在0-5CIELAB色差單位、樣品結(jié)構(gòu)在顏色上是均勻的、樣品尺寸為視場大于4°、樣品放置為直接邊捻接觸等。在染色工業(yè)相關(guān)應(yīng)用中，這些參考條件的設(shè)置使得該公式計算出的明度、色調(diào)、彩度的差異與人眼感覺相一致。CIE94色差公式與CMC（l：c）色差公式結(jié)構(gòu)相似，但其權(quán)重函數(shù)更加簡單。CIE94色差公式的相關(guān)表達(dá)式如下式所示：
上式中△L、△C*ab、△H*ab分別表示樣本間顏色在明度、色度和彩度三個分量上的差異，由CIELAB色差公式計算得到。kL、kC、kH三個參數(shù)與CMC（l:c）公式中的kl和kc一樣，其取值可根據(jù)具體對象決定。在印刷行業(yè)中推薦使用kL=1.4，kC=kH=l；在紡織行業(yè)中，當(dāng)kL=2，kC=kH=1時，CIE94色差公式計算結(jié)果與視覺評價更接近。
3.CIEDE2000色差公式
CIEDE2000色差公式是年最新色差公式，它可以改善色差評估結(jié)果，與人眼視覺特性保持一致。CIEDE2000色差公式的提出，能夠解決人眼評價和計算機評價色差時引起的形狀差異和結(jié)論不一致的問題，重新定義了色差計算方法，它加入了三個新的參數(shù)SL、SC和SH，分別代表了在亮度△L*飽和度△C*和色調(diào)△H*方向上的差異程度。計算公式如下：
式中的參數(shù)因子KL、KC、KH影響色差感覺，是相關(guān)的校正系數(shù)，并且通常采用KL=1.4，KC=KH=1的參數(shù)取值。其中各參數(shù)表示為：
明度差：
彩度差：
色相差：
色差范圍多少合格？
在產(chǎn)品的實際生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的色差在一定范圍內(nèi)波動，其色差只能接近標(biāo)準(zhǔn)樣品，而不可能與之完全相同，客戶和廠家對色差的評定標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，為了解決這一問題，需要雙方共同標(biāo)定色差，商定色差的允許范圍。
色差通常用△E表示，其單位是NBS（美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的縮寫）。當(dāng)△E=1時，我們稱之為1個NBS單位。NBS單位的大小與人的感知程度具有如下表所示的對應(yīng)關(guān)系。
